Introduction

Dans la formulation générale de l'information quantique, les opérations sur les états quantiques sont représentées par une classe particulière d'applications appelées canaux. Cela inclut les opérations utiles, comme celles correspondant aux portes et circuits unitaires, ainsi que les opérations que l'on considère comme du bruit et que l'on préférerait éviter. On peut également décrire les mesures comme des canaux, ce que nous ferons dans la prochaine leçon. En résumé, tout changement d'état en temps discret physiquement réalisable (dans un sens idéalisé) peut être décrit par un canal.

Le terme canal vient de la théorie de l'information, qui étudie (entre autres) les capacités de transmission de l'information des canaux de communication bruités. Dans ce contexte, un canal quantique peut spécifier l'état quantique reçu lorsqu'un état quantique donné est envoyé, par exemple à travers un réseau quantique quelconque. Il faut toutefois comprendre que la terminologie reflète simplement cette motivation historique et est utilisée de manière plus générale. En effet, on peut décrire une grande variété de choses (comme des calculs quantiques complexes) comme des canaux, même si elles n'ont rien à voir avec la communication et ne seraient pas susceptibles d'apparaître naturellement dans un tel contexte.

Nous commencerons la leçon par une discussion de certains aspects fondamentaux des canaux, accompagnée d'une petite sélection d'exemples. Nous passerons ensuite à trois façons différentes de représenter les canaux en termes mathématiques plus loin dans la leçon. Nous verrons que, bien que ces représentations soient différentes, elles offrent toutes des caractérisations mathématiques équivalentes des canaux.

Vidéo de la leçon

Dans la vidéo suivante, John Watrous te guide à travers le contenu de cette leçon sur les canaux quantiques. Tu peux également ouvrir la vidéo YouTube de cette leçon dans une fenêtre séparée. Télécharge les diapositives de cette leçon.